一、硬件介绍

1.1 S3C2440 ADC概述

模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。S3C2440集成了8通道10位CMOS A/D转换器，最大转换率为2.5MHz A/D转换器时钟下的500KSPS。A/D转换器支持片上采样-保持功能和掉电模式的操作。

对于数字信号我们需要得到它的2个属性：

1) 转换精度：
用多少位来存储这个数据。

2) 采样/转换速度。

S3C2440 ADC具有以下特性：

• 分辨率：10 位
• 差分线性误差：± 1.0 LSB
• 积分线性误差：± 2.0 LSB
• 最大转换率：500 KSPS
• 功耗低
• 供电电压：3.3V
• 模拟输入范围：0 至3.3V
• 片上采样-保持功能
• 普通转换模式； 　　
• 分离的X/Y方向转换模式 ；
• 自动（顺序）X/Y方向转换模式
• 等待中断触发；

 

从上图可以看出AD converter前有一个多路选择器，用来选择模拟输入源，这里选择A[3:0]作为模拟输入源。这里的XP、XM、YP、YM引脚是适用于电阻屏的触摸屏触摸检测、

1.2 A/D转换时间

当PCLK 频率在50MHz 并且预分频器的值为49 时，共10 位的转换时间如下：

$$A/D转换器速率=\frac{50MHZ}{(49+1}=1MHZ$$

$$转换时间=\frac{1}{1MHZ/5周期}=\frac{1}{200kHz=5us}$$

注释： 此A/D 转换器被设计为最高工作在2.5MHz 时钟下，因此转换率可以达到500 KSPS。

1.3 Mini2440 ADC电路

Mini2440开发板引出4路A/D(模数转换)转换通道，它们位于板上的CON4-GPIO接口。为了方便测试， AIN0连接到了开发板上的可调电阻W1，原理图如下所示：

如图，是把可变电阻上的电压值变换的模拟信号通过ADC转换，输出数字信号。

二、寄存器

2.1 ADC控制寄存器（ADCCON）

寄存器信息：

寄存器	地址	R/W	描述	复位值
ADCCON	0x5800000	R/W	ADC 控制寄存器	0x3FC4

寄存器位信息：

ADCCON	位	描述	初始状态
ECFLG	[15]	转换结束标志位（只读） 0 = A/D 正在转换  1 = A/D 转换已结束	0
PRSCEN	[14]	A/D 转换器预分频器使能 0 = 禁止 1 = 使能	0
PRSCVL	[13:6]	A/D 转换器预分频值 数值范围： 0 至255 注意：ADC 频率应该设置为低于PCLK 的1/5。（例如PCLK=10MHz， 则ADC 频率<2MHz）	0xFF
SEL_MUX	[5:3]	模拟输入通道选择 000 = AIN0  001 = AIN1   010 = AIN2   011 = AIN3 100 = YM    101 = YP       110 = XM     111 = XP	0
STDBM	[2]	待机模式选择 0 = 正常工作模式 1 = 待机模式	1
READ_ START	[1]	读启动A/D 转换 0 = 禁止读启动操作 1 = 使能读启动操作	0
ENABLE_START	[0]	使能A/D 转换启动。如果READ_START 为使能，则此值无效 0 = 无操作   1 = A/D 转换启动且此位在启动后被清零	0

注意：

• 当触摸屏引脚（YM、YP、XM 和XP）为禁止时，这些端口可以被用于ADC 的模拟输入端口（AIN4、AIN5、AIN6 和AIN7）。
• 当从待机模式中变换到正常工作模式时，ADC 的预分频器必须在最后的3 个ADC 时钟前使能。
• 注意位[1]这一位, 这说明转换完成读取的时候还可以触发转换,也就是相当于连续转换.

这里我们设置预分频器使能，PCLCK=50MHZ，设置预分频器值为49：

$$A/D转换器速率=\frac{50MHZ}{(49+1}=1MHZ$$

模拟输入通道选择AIN0：

ADCCON = (1<<14) | (49<<6) | (0<<3); //设置输入源AIN0, ADC时钟为1Mhz

位0用来使能A/D转换功能，A/D转换成功后ECFLG会设置为1.

2.2 ADC 启动延时寄存器（ADCDLY）

寄存器信息：

寄存器	地址	R/W	描述	复位值
ADCDLY	0x5800008	R/W	ADC 启动或初始化延时寄存器	0x00ff

寄存器位信息：

 

ADCDLY	位	描述	初始状态
DELAY	[15:0]	正常转换模式、XY 方向模式、自动方向模式 →ADC 转换启动延时值。 注意：不要使用0 这个值（0x0000）	0x00ff

2.3 ADC 转换数据寄存器（ADCDAT0）

寄存器信息：

寄存器	地址	R/W	描述	复位值
ADCDAT0	0x580000C	R/W	ADC 转换数据寄存器	-

寄存器位信息：

ADCDAT0	位	描述	初始状态
UPDOWN	[15]	等待中断模式中笔尖的起落状态 0 = 笔尖落下态 1 = 笔尖抬起态	-
AUTO_PST	[14]	自动顺序X 方向和Y 方向转换 0 = 正常ADC转换  1 = 顺序X 方向、Y 方向测量	-
XY_PST	[13:12]	手动X 方向或Y 方向测量 00 = 无操作模式 01 = X方向测量 10 = Y 方向测量 11 = 等待中断模式	-
保留	[11:10]	保留	-
XPDATA （正常ADC）	[9:0]	X 方向转换数值（包括正常ADC转换数值） 数值范围：0 至3FF	-

等到A/D转换完成，读取XPDATA[9:0]可以获取到转换的数据。

2.4 ADC 转换数据寄存器（ADCDAT1）

寄存器信息：

寄存器	地址	R/W	描述	复位值
ADCDAT1	0x5800010	R/W	ADC 转换数据寄存器	-

寄存器位信息：

ADCDAT1	位	描述	初始状态
UPDOWN	[15]	等待中断模式中笔尖的起落状态 0 = 笔尖落下态 1 = 笔尖抬起态	-
AUTO_PST	[14]	自动顺序X 方向和Y 方向转换 0 = 正常ADC 转换 1 = 顺序X 方向、Y 方向测量	-
XY_PST	[13:12]	手动X 方向或Y 方向测量 00 = 无操作模式 01 = X方向测量 10 = Y 方向测量 11 = 等待中断模式	-
保留	[11:10]	保留	-
XPDATA	[9:0]	Y 方向转换数值 数值范围：0 至3FF	-

三、ADC代码

3.1 ADC初始化步骤

• GPIO设置，设置为模拟输入；
• 使能分频器，设置分频系数；
• 选择模拟输入通道；
• 使能A/D转换；
• 等待转换完成，读取数据(为了得到准确的数据，可以多次转换取平均)

3.2 代码

 

参考文章

 

[1]S3C2440 ADC详解